基于自组织理论的程序设计课堂教学研究

杨晔

(浙江警官职业学院，浙江 杭州 310018)

基于自组织理论的程序设计课堂教学研究

杨晔

(浙江警官职业学院，浙江 杭州 310018)

本文引入了自组织理论的概念，从自组织的角度审视程序设计课堂教学，解决目前程序设计课程教学过程中出现的学生被动学习等问题，建立以学生为中心的课堂教学系统，提高人才培养的质量。在分析程序设计课堂教学自组织特征的基础上，结合教学实践，提出应该开放教学系统，促进学生协同交互，重视教学反馈。

自组织；他组织；程序设计课堂教学；涨落；开放性

1 引言

互联网时代，开放的社会和资源，进一步解放人们的学习行为，越来越多的才子不用在学校里面接受课堂教学的熏陶，就可以通过自学脱颖而出。自组织，成为这个现象的热点，引发了人们对传统课堂教学方式的反思。自组织课堂教学从一种新的视野重新审视课堂教学模式，使课堂教学从他组织走向自组织，培养学生自主学习的能力，提高教育教学质量，使学校教育跟上科学技术发展的脚步。

2 自组织理论概述

德国理论物理学家H.Haken认为，从组织的进化形式来看，可以把它分为他组织和自组织。他组织是依靠外部指令而形成的组织，而自组织是不存在外部指令，系统协调、自动地形成有序结构。从系统论的观点来说，自组织是一个系统在内在机制的驱动下，自行从简单向复杂、从粗糙向细致方向发展，不断提高自身的复杂度和精细度的过程。

自组织理论是20世纪60年代末期开始建立并发展起来的一种系统理论，它以复杂自组织系统的形成和发展为基本研究对象，分析系统是如何自动地从无序转变成有序，从低级有序转变成高级有序。自组织理论从一个新的角度审视课堂教学，解读和分析这些理论，能够使教师观念转变，除教学内容、目标和规范之外，更关注学生的知识获得的过程，更关注学生的学习能力和情况的培养，这对提高程序设计课堂教学质量提供了强有力的理论支持。

3 对程序设计课堂教学现状的反思

目前，很多高职院校都开设了程序设计类的课程，主要有《C语言程序设计》、《面向对象程序设计》和《ASP.NET应用程序开发》等。在现有教学现状中，教师工作重点关注的是具有明确的教学目标、严谨有序的教学思路、规范的教学流程，良好的教学效果。在这样的课堂中，教师的作用过于突出，学生一味服从教师的安排，始终充当着被设计、被控制、被决定的角色。学生则机械地接受教学内容，主观学习的意识不浓，缺乏创新探索精神，被动接受程序设计中语法和算法等知识。学生知识点掌握片面，遇到具体问题的时候不能和已学课程知识进行有效联接，理论和实践严重脱节，解决专业问题的能力比较差。有些学生在学校课堂上学不会的代码，在培训机构通过一段时间的集中训练就能学会。这些问题都让我们反思，我们的程序设计课堂教学系统应该有所调整和改变。

随着教学的深入研究，我们发现当前环境下的课堂教学不能再被当作是一个简单的他组织系统来进行教学设计，而是一个复杂的自组织系统，课堂教学活动设计应以提供服务于学生的学习为目标，使学生的学习行为从他人调控走向自我调控。学生对领域知识的获取，不仅仅依靠教师的讲授，而是学生自组织的结果。教师应该转变思想，对教学设计要素从自组织系统的视角来分析和设计，为自组织课堂系统的生成和发展创造良好的外部条件，落实以学生为中心的理念，大大提升教学活动的效率和质量。

4 程序设计课堂系统中的自组织特征

程序设计课堂教学系统是教育系统的一个子系统，是由教师、学生、教材、教学目标和教学环境等要素结合而成的复杂系统。该系统中的要素间会进行不同的交互作用，既相互联系、相互促进、相互依赖，也相互制约、相互竞争。它具备自组织结构形成的条件要求，即系统必须具有开放性，系统必须远离平衡态，系统内部必须存在非线性相互作用机制和随机涨落。

4.1 开放性特征

在开放状态下，系统可以与外环境保持能量、物质和信息的交换，从而形成负熵流，系统得以进入有序状态，孤立系统最终会变成一个无序的死系统。程序设计课堂教学系统的开放主要表现在以下几个方面：（1）教学内容的开放性。程序设计课程往往具有内容更新快、实践性强的特点，因此教学内容应该有一定的前瞻性，做好教学内容更新的工作，淘汰旧的不实用的技术，引入软件行业的最新理论与实践成果，既能让学生毕业后掌握软件开发的当下实用技术，又能让学生了解学科发展的前沿。（2）教学媒介和教学时空的开放性。目前程序设计课堂教学不再是学生获取编码知识和行业信息的唯一途径，各大技术博客站点和培训视频教程等社会媒介提供了大量的信息可供学生课外自学。教师应该充分利用社会媒介，不断更新升级教学手段与教学设备，才能为学生提供更为简单方便的途径学习编码知识。

4.2 非线性协同特征

自组织根源于系统内部各要素间的协同，协同的本质是非线性交互的作用，它使系统的功能呈现出快速增长的非线性效果，引发系统发散性发展，使各子系统多样性发展。程序设计课堂教学系统的非线性首先表现在学生、教师活动的非线性上，其次是在学生、教师、教材等子系统间交互作用上，最后表现在外界与课堂教学的交互上。自组织课堂教学过程中，学生可以根据自己的需求动态调整目标，增加学习积极性和主动探究的能力，学生之间的协同和竞争关系，促使教学形成一个有序的结构。教师对学生的教学，不仅仅关注内容、过程的单一线性交互，而是根据学生的特点和掌握程度，及时调整设计，以满足学生新的需求，形成一个自组织的学习组织。课堂与外界的交互，引入有效的负熵，比如行业对程序设计人才的要求、新技术对教学内容的促进作用，都将起到促进作用，实现从无序向有序的自组织演化。

4.3 涨落现象

课堂教学系统中各要素的非线性相互作用，必然会产生涨落，而系统涨落机制促进系统各要素间协同与竞争，使系统从他组织转向自组织。程序设计课堂教学系统中的涨落主要表现在学生个体学习状态的涨落，以及课堂教学系统整体的涨落。学生通过不断地与外界进行信息沟通，使得自己的技能系统、情感系统、认知系统等发生不断涨落，逐渐得到自组织发展。而教学系统也在这样的发展过程中，遵循有序到无序再到有序的演化路径，不断得到发展和优化。程序设计课堂教学系统的自组织过程中从不断偏离平衡，引发涨落，到达更高层次平衡，这样的过程循环往复，涨落在这个过程中起到了关键的作用。

5 程序设计课堂中的自组织理论实践

5.1 开放程序设计课堂教学系统

现有课堂系统教学内容单纯以PPT课件为载体，过于封闭、聚敛，开放性不够。PPT课件仅仅能表达教师预定的教学内容，无法采集学生对教学内容的反馈信息，无法为教学内容优化提供方向。同时PPT课件分发和更新的速度较慢，成本较大。

我们在程序设计类课堂教学系统中，以博客为载体表达教学内容，使授课内容平面化、直观化，并具有良好的开放性。每一次课以一篇博文的形式存储下来，学生在课堂上有任何想法，都可以实时评价。这样不仅记录了教学内容的动态变化，也提升了教学内容的更新效率。而一篇博文仅存储课堂教学环节的纲要记录和知识点超链接博文。这样实现了教学内容的重复利用、教学环节的框架设计得到关注点分离。在知识点的设计上，更关注理论的应用，即通过案例来解释语法。博客的推广让关注这门技术的爱好者也加入到学习中，让学生感受到了一种不一样的学习体验。通过博客的方式，促进了教学系统的开放性，并且使教学资料得到了完整得保存。

5.2 开展基于竞争的协作性教学活动

目前的程序设计课堂教学，教师根据学校统一标准的教学规范安排教学活动，缺乏对学生知识基础和学习特性的分析研究。很多情况下，教师仅仅根据自己的理解与认识准备课程，设计确定的教学内容和教学组织，教学过程忽略学生学习兴趣或状态的涨落过程，很难实现与学生进行真正的非线性交互和协商。

我们通过对学生兴趣爱好的分析和研究，在小组学习的基础上，借鉴了网络游戏的成功经验，通过设置任务、头衔、经验值等游戏元素，将教学活动有机地组合起来，建立学生间的竞争和协同。例如课堂练习或课后作业可作为游戏中的任务，学生参与完成后获得相应的积分，积分作为学生平时成绩的评价依据。同时这也促进学生为完成任务，在论坛上讨论与教学相关的问题，即通关秘籍。

5.3 从自组织的视角优化教学评价

反馈是自组织系统的基本属性，在教学系统的发展演化中扮演着重要的角色，它是引发课堂教学系统良性循环的关键环节。在程序设计课堂教学自组织评价过程中，我们通过对学生过程性的考核，引导学生在前期学习结果归因分析的基础上，不断规划自己的弥补性行为促进个体“拟种”突变。通过结合教师、同伴、自身等多元化主体进行考核，采用经验分享、帮助他人排错等多元化评价形式，促进学习者群体的协同进步。通过加强系统文化和价值的反馈，通过创造积极的课堂教学氛围、个体成功体验的机会，帮助学生建立积极的自我反馈和归因分析，引导个体建立积极的自我效能感，促进课堂教学系统的整体发展。

6 结语

随着时代的发展和教育科学研究范式的变化，程序设计课堂教学从简单范式向复杂范式转变，充分认识程序设计课堂教学系统的复杂性，利用其内含的自组织特性，可以让程序设计课堂教学从简单、封闭、线性的思维模式中走出来，为解决程序设计课堂教学实践中遇到的具体问题提供支持，赋予课堂教学生命活力。程序设计课堂教学自组织倡导系统性的思考，注重激发每一个学生的自我意识，强调对学生自主能动性和个体间互动协同能力的培养，追求个体和系统的共同成长，它是课堂教学发展的趋势。

[1]李大勇，周淑红，王鑫．基于自组织理论的课堂教学设计思考[J].哈尔滨学院学报，2010．

[2]王忠厚．从混沌走向协同：课堂教学系统自组织境域研究[D]．西南大学，2011：65-73．

[3]谢德银，黄琳娜．基于自组织理论的信息技术课堂教学设计[J]．沧州师范学院学报，2012．

[4]夏涛．基于自组织理论的课堂教学研究[D]．华中师范大学，2013．

[5]蒲杨．自组织理论视野中的高职课堂教学[J]．职业时空，2012．

The Research of Program Design Course Class Teaching Based on Self-Organization Theory

Yang Ye
(Zhejiang Police Vocational Academy,Hangzhou 310018,Zhejiang)

The Research of program design course class teaching based on self-organization theory.The paper introduced the concept of self-organization theory and designed the class teaching of program design from the viewpoint of the self-organization.It is tyring to solve the student’s passive learning and other problems that happened in the program design course class teaching.It is also trying to build the student-centered class teaching system and improve the quality of personel training to the high level.It analyzed the program design class teaching self-organization characteristics and teaching practice.Finally it provided some methods to build the self-organization,including opening teaching system and promoting students to do more collaborative interaction and paying attention to teaching feedback.

self-Organization;heter-Organization;program design course class teaching;fluctuate,openness

G642

A

：1008-6609(2015)12-0032-03

杨晔，女，浙江诸暨人，硕士，讲师，研究方向：软件开发测试与教育研究。

浙江省高等教育课堂教学改革项目课题成果，课题名称：“基于自组织理论的程序设计课堂教学模式探索”，项目编号:kg2013855。